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2024全新计算机组成ppt课件

目录计算机组成概述计算机硬件系统计算机软件系统计算机的工作原理计算机的性能指标与评价计算机新技术与发展趋势

计算机组成概述01

01定义02分类计算机是一种能自动、高速进行大量算术运算和逻辑运算的电子设备。根据运算速度、输入/输出能力、数据存储容量等指标，计算机可分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机等类别。计算机的定义与分类

高级语言级别通过编译或解释程序实现各种高级语言，提供高级虚拟机器。汇编语言级别通过汇编程序支持和控制程序设计，提供虚拟机器。操作系统级别通过操作系统程序实现操作系统功能，提供扩展机器。微程序机器级别微指令由硬件直接执行，是计算机系统的最底层。传统机器语言级别用微程序解释机器指令系统，提供机器级虚拟机器。计算机系统的层次结构

包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等。计算机的硬件包括系统软件和应用软件等。计算机的软件包括计算机系统结构、计算机组成原理、计算机接口技术、计算机系统设计和优化等方面的研究。计算机系统的设计和优化包括科学计算、数据处理、过程控制、计算机辅助设计/制造/测试（CAD/CAM/CAT）、人工智能等领域的应用研究。计算机的应用领域计算机组成的研究对象

计算机硬件系统02

控制器、运算器、寄存器组等CPU的组成与功能RISC与CISC指令集特点，微程序控制器原理指令集与微指令主频、外频、倍频、缓存等CPU性能指标多核架构，线程与进程管理，并行计算原理多核处理器与并行计算中央处理器（CPU）

RAM与ROM类型及特点，内存条选购与安装内存储器硬盘、SSD、U盘等存储设备原理及使用外存储器分页与分段管理，虚拟内存与物理内存映射关系虚拟内存技术Cache、主存、辅存三级存储体系及工作原理存储器层次结构存储器盘、鼠标、扫描仪等原理及使用常见输入设备显示器、打印机等原理及使用常见输出设备USB、HDMI等接口标准及数据传输方式I/O接口与数据传输设备驱动的作用，安装与配置方法设备驱动程序输入/输出设备

总线概述系统总线局部总线外部总线总线与接口总线的概念，总线标准及特点PCI、PCIExpress等局部总线标准及特点数据总线、地址总线和控制总线的工作原理USB、IEEE1394等外部总线标准及特点

计算机软件系统03

操作系统管理和控制计算机硬件与软件资源，提供用户界面和基本的系统服务。设备驱动程序连接和控制系统中的硬件设备，使其正常工作。数据库管理系统存储、管理和检索数据，提供高效的数据处理功能。网络管理系统配置、监控和管理计算机网络，确保网络的安全和性能。系统软件

应用软件处理文档、电子表格、演示文稿等日常办公任务。编辑、处理和优化图像，用于设计、摄影等领域。剪辑、特效制作和输出视频，适用于影视制作、自媒体等。提供娱乐功能，包括动作、冒险、角色扮演等各种类型。办公软件图像处理软件视频编辑软件游戏软件

提供代码编写、调试、测试和版本控制等功能，简化软件开发过程。集成开发环境（IDE）将高级语言代码转换为计算机可执行的机器语言代码。编译器和解释器追踪和管理代码的变更历史，协作开发时尤为重要。版本控制系统帮助开发者发现和修复软件中的缺陷，提高软件质量。测试和调试工具软件开发工具

计算机的工作原理04

01指令计算机执行某种操作的命令，由操作码和操作数组成。02指令系统一台计算机中所有指令的集合，反映了计算机的基本功能。03指令格式包括操作码、地址码等部分，用于表示指令的操作性质和操作对象。指令与指令系统

从存储器中取出要执行的指令。取指令分析指令执行指令存储结果对取出的指令进行分析，确定指令的操作性质和操作对象。根据分析结果，执行相应的操作。将执行结果存储到相应的存储器中。计算机执行程序的过程

控制器的基本功能01按照程序规定的顺序，从存储器中取出指令并执行，控制计算机各部分协调工作。控制器的组成02包括程序计数器、指令寄存器、操作控制逻辑等部分。控制器的工作过程03从程序计数器中取出指令地址，到存储器中取出指令并放入指令寄存器，然后对指令进行分析并执行相应的操作，最后更新程序计数器的值以指向下一条要执行的指令。控制器的工作原理

计算机的性能指标与评价05

可用性指计算机系统正常运行的概率，包括硬件和软件的可用性。运算速度衡量计算机性能的重要指标，通常以每秒钟能执行的指令数（MIPS）或浮点运算次数（FLOPS）来衡量。存储容量指计算机的内存容量和外存容量，内存容量越大，处理速度越快；外存容量越大，可存储的数据和程序越多。可靠性指计算机在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力，通常用平均无故障时间（MTBF）来衡量。计算机的性能指标

010203通过运行一系列标准化的测试程序来评估计算机性能，如SPEC、TPC等。基准测试综合考